OSPF详细介绍.ppt

1、OSPF简单介绍,N86,刘建宁,简介目录,OSPF协议 产生背景 工作原理 邻居关系建立过程及影响因素 OSPF的特点 DR与BDR 组建三张表 路由表的计算与实现 网络接口类型 OSPF区域介绍 OSPF的路由汇总 包世界,OSPF协议,定义： OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先）是一个内部网关协议(Interior Gateway Protocol，简称IGP），用于在单一自治系统（autonomous system,AS）内决策路由。,产生背景,RIP的路由器需要定期地（一般30s）将自己的路由表广播到网络当中，达到对网络拓扑的聚合，导致聚合的

2、速度慢而且极容易引起广播风暴、累加到无穷、路由环致命等问题 RIP基于跳数的限制，不适合于大型企业网络,工作原理,OSPF是一种分层次的路由协议，其层次中最大的实体是AS（自治系统），每个区域都有自己特定的标识号。对于主干（backbone）区域，负责在区域之间分发链路状态信息。分层次解决了数据库溢出，拓扑发生变化时重新计算自己的路由表及影响路由协议的性能（如聚合速度、稳定性、灵活性等）。每个域内部维持本域一张唯一的拓扑结构图和路由计算，边界路由器进行汇总通告。因此，节省了计算路由表的时间。 OSPF动态监视网络状态，一旦发生变化则迅速扩散达到对网络拓扑的快速聚合，从而确定出新的网络路由表。

3、OSPF的设计实现要涉及到指定路由器、备份指定路由器的选举、协议包的接收、发送、泛洪机制、路由表计算等一系列问题。,邻居关系建立过程,Down,Down,Init,2-way,2-way,Hello(neighbor=“ ”),Hello(neighbor=“RA”),Hello(neighbor=“RB”),Hello(neighbor=“ ”),Init,DBD,DBD,ExStart,ExStart,DBD,DBD,ExChange,ExChange,LSR,Loading,LSU,DBD,LSAck,Loading,Full,Full,RA,邻居关系的建立,邻居关系建立过程,用于邻居路

4、由器的建立和维护关系,描述每台路由器的链路状态数据库的内容,请求链路状态数据库的部分内容,传送链路状态数据通告LSA给邻居路由器,确认邻居发过来的LSA已收到,报文类型及作用,邻居关系建立过程,邻居路由器发现阶段 双向通信阶段 （BIdirectional Communication） 数据库同步阶段 （Database Synchronization） 完全邻接阶段（full adjacency）,4阶段,邻居关系建立过程,报头格式,邻居关系建立过程,运行OSPF的路由器需要一个能够唯一标识自己的RouterID。 路由器可以通过下面方法确定RouterID 优先选用人工指定的RouterI

5、D。 若没有指定，则自动选用Loopback接口上数值最高的。 若没有Loopback接口，则选用物理接口数值最高IP。,RouterID,邻居关系建立过程,RouterID 不能相同 Hello 时间必须一致 Dead 时间必须一致 区域ID必须相同 认证必须相同 特殊区域标志位必须相同 OSPF版本号必须相同,影响邻居关系的因素,组建的三张表,邻居表（邻居关系数据库）show ip ospf neighbor 与自己直连的所有路由器的记录信息。 拓扑表（拓扑数据库、链路状态数据库）show ip ospf database 记录所有目的网段结构的信息。 路由表 show ip router

6、 转发数据表,OSPF的特点,最大特点就是绝对的无环路 SPF算法保证area内无环路。 快速收敛维护3张表 邻居表（显示邻接关系），拓扑表（列举所有收到的LSA（link state advertisement），是一个LSA数据库），路由表（记录到达某个网段的最佳路径，是由前边2个表算出来的） 开放式 所有厂家都支持，且数据包的格式都通用。便于延展。 带宽开销少 触发式路由更新。OSPF交换的是LSA, 不是路由条目。 OSPF路由协议支持路由验证 并且OSPF可以对不同的区域定义不同的验证方式，提高网络的安全性。 OSPF路由协议对负载分担的支持性能较好 以组播地址发送报文,OSPF路由

7、表的计算与实现,路由表的计算是动态生成路由器内核路由表的基础。 包括有目标地址、目标地址类型、链路的代价、链路的存活时间、链路的类型以及下一跳。 计算的过程，主要由以下五个步骤来完成： （1）保存当前路由表，若为无效的，则重新建立路由表； （2）域内路由的计算，通过Dijkstra算法生成最短路径树，从而计算域内路由； （3）域间路由的计算，通过检查Summary-LSA来计算域间路由，若该路由器连到多个域，则只查主干域的Summary-LSA； （4）查看Summary-LSA：在连到一个或多个域的域边界路由器中，通过检查该域内的Summary-LSA来检查是否有比域间域内的更好的路径； （

8、5）AS外部路由的计算，通过查看AS-External-LSA来计算目的地在AS外的路由。,OSPF的DR及BDR,路由器在和邻居建立双向（2-Way）通信之后，列出所有可以参与DR/BDR选举的邻居（优先级+路由器ID） 先选举BDR，再选举DR DR与BDR一旦选定，即使域内新增的优先级更高的路由器，不参与DR和BDR的重选，只有当DR与BDR失效后才参与选举 DR的选举基于接口，不是说某个路由器是DR,OSPF的DR及BDR,优先级为0的不参与选举； 优先级高的路由器为DR； 优先级相同时，以router ID 大为DR； （router ID 以回环接口中最大ip为准；若无回环接口，以

9、真实接口最大ip为准） 缺省条件下，优先级为1。,筛选过程,OSPF的DR及BDR,ospf在以太网中的邻居过多，导致LSDB不稳定。 多路访问中为了减少邻接关系（N平方的问题）和LSA的洪泛。,作用,OSPF区域介绍,标准区域：能接收链路状态更新和汇总。 主干区域：AREA0，其他区域必须连接到该区域，以交换路由信息。 末节区域：不接收TYPE 5的链路状态更新。 完全末节区域：不接收TYPE 3 4 5的链路状态更新 次末节区域：接收TYPE 7的链路状态更新，可以在ABR对TYPE 7 的LSA进行汇总,OSPF 区域路由器,骨干路由器（Back bone Router） 内部路由器（I

10、nternal Router） 区域边界路由器（Area Border Routers ,ABR） 自主系统边界路由器（Autonomous System Boundary Router， ASBR）,OSPF区域内的LSA类型,OSPF LSA 类型描述,OSPF的路由汇总,区域间路由汇总 在ABR上进行区域间路由汇总，针对的是每个区域内的路由，这种汇总不能用于通告重发布被导入到OSPF中的外部路由 外部路由汇总 在ASBR上进行的外部路由汇总，专门针对通过重发布被导入OSPF的外部路由，通告只在ASBR上汇总外部路由,网络接口类型,Hello 包,Hello包用于建立和维护邻接关系,也在M

11、A网络中选举DR/BDR,Hello 包,Hello 包,DN MPLS VPN使用 O 用于Opaque LSA DC 按需链路上使用 EA 接收和转发具有外部属性LSA的能力 N/P N为1表明支持NSSA LSA，N为0表明不接收和发送NSSA。P(Propagation)为1执行7类到5类LSA转换,P为0不执行转换 MC MOPSF中使用 E E为1接收5类LSA,E为0不接收5类LSA MT MT-OSPF使用,options,DBD 包,DBD中包含LSA头部信息,用于选举Master/Slave路由器,同步LSDB,DBD 包,I Initial，发送是第一个DBD包时设置为1，后续DBD包设置为0 M More，发送不是最后一个DBD包时，设置为1，如果是最后一个DBD包设置为0 MS Ma